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[关键词]学科核心素养 苯酚 教学设计
一、指导思想
《中国学生发展核心素养(征求意见稿)》指出,我国学生的核心素养主要有素养,具体为社会责任、国家认同、国际理解、人文底蕴、科学精神、审美情趣、学会学习、实践创新。学科核心素养是通过某学科的知识、技能和方法而得到的观念、能力和品格。从学生核心素养到课程标准的转化需要学科核心素养这个桥梁。化学学科核心素养是指从化学学科的角度促进学生的终身发展,以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养,是三维目标的整合,化学核心素养能够促进学生的终身学习和发展。
化学学科核心素养的内涵包括:一是化学观念,通过对化学学科发展中核心概念、原理、观念、规律等知识的学习与理解,形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、方法和观点,如化学元素观、物质微粒观、化学能量观、化学史观、物质转化观、物质变化观等;二是化学思维和方法,这方面的核心素养表现为了解并掌握研究物质世界的基本思想和方法,如从宏观到微观、结构决定性质、物质变化守恒等,形成分析、判断、综合、抽象和推理等化学学科思维形式;三是实践创新,该方面的核心素养表现为通过具体的探究活动形成应用所学知识与方法解决现实问题的意识和能力;四是科学精神,这方面的核心素B表现为具有学习化学科学的好奇心,乐于探究物质世界的奥秘,正确认识科学和技术的本质,对与社会和生活有关的化学问题做出正确的分析和判断。
二、基于核心素养的教学方式
教师在设计和组织教学时,要将传统的“以知识点为核心”的教学观念转变为“以核心素养为导向”的教学观点。一是由“抽象知识”转向“具体情境”,注重营造学习情境的真实性。核心素养着力提高学生面对复杂情境下的问题解决能力。真实世界中的问题情境往往更加复杂多元,教师在教学中要注意把抽象问题与真实情境相结合,为学生创设能够利用所学知识解决真实问题的机会。二是由“知识中心”转向“能力(素养)中心”,培养学生高于学科知识的学科素养。学科知识在学生学习和成长当中扮演着重要角色。通过学习学科知识,学生的智能、品德、价值观都打上了学科的烙印,这个过程就是学科素养形成的过程。教师需要确立“通过知识获得教育”而不是“为了知识的教育”的教育思想。学科学习的最终目的应该是形成高于学科知识的学科素养。三是由“教师中心”转向“学生中心”,促进学生主动学习和合作学习的意识与能力。提高学生学习的主动性就是要把教学中心由“教”转向“学”。教师的重要作用体现在激发学生的学习兴趣、引导学生自主学习和培养学生合作学习意识上,从而实现教育的最终目标――培养学生终身学习的能力。开展“以学生自主活动为主”的课堂教学,主要以学生的学习为主线,关注学生问题生成、实践、操作、思维转化、问题解决的全过程。
教师是教学的具体实施者,促进教师理解核心素养是关键。教师在学生核心素养的发展过程中扮演着转化者的重要角色。为了在实际的教学过程中渗透核心素养,需要加强对教师专业发展的引领。现以《苯酚》一课为例,谈如何在有机化合物教学设计中渗透学科核心素养。
三、教材分析
《苯酚》安排在苏教版选修5专题四第二单元第2课时,与已学且具有相同官能团的《醇》安排在同一节,为结构、性质的对比学习提供了极佳的素材,可以帮助学生更好地理解有机物基团间的相互影响,进一步凸显“结构决定性质、性质反映结构”的核心化学思想,为后续的有机化学的学习提供了很好的学习方法。本节课主要认识醇和酚的异同点;了解酚的命名及物理性质;掌握酚的结构及化学性质;了解含酚废水的污染情况及含酚废水的处理;通过对乙醇与苯酚以及苯与苯酚化学性质存在差别的原因进行分析,感悟基团之间存在相互影响;认识苯酚的危害性及处理策略。
关键词:初中化学教学;学科素养
文章编号:1008-0546(2013)01-0002-03
中图分类号:G633.8
文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.001
在一次初中化学青年教师基本功比赛的即兴演讲的环节中,评委老师出了一个大胆的命题:如果化学不再中考,你会如何教?选手们基本上是统一的回答,即如果化学不参加中考将会如何注意激发学生兴趣,注重实验,开展探究,联系实际和启迪思维。言外之意,中考束缚了他们化学教学的手脚。最近,在一个大规模初中化学新教材培训会上,一位资深教师向教材主编发问说,教材习题中“铁生锈”不应该算作化学性质,应该加一个“能”字或“会”字,即“铁能生锈”或“铁会生锈”。教材主编解释说,这不是一个问题,并告诫初中化学不要教得这样死,也不要揪得这样细。这位教师还不依不饶地说,万一考到了是算错还是算对呢?绝大多数与会教师纷纷赞同这位教师的忧虑。
这两个事例很大程度上反映了当前初中化学教学的现状,即片面地放大了化学的中考功能,弱化了化学自身的学科功能。常常表现出教学的知识密密匝匝、面面俱到,不能使学生确立清晰的学科知识体系和稳固的核心概念;片面地加快教学进度,追求效率,即压缩知识形成的过程,拉长结果或结论的训练,压缩新授课课时,延长复习课长度等;只能看到显形的知识,不能看到知识背后的观念、思想与方法,知识抵达不到价值的层次。如此等等,初中化学教学很难上升到学科启蒙的高度。其主要原因:一是年级的特殊性。由于初中化学开设在初三,对化学学科的定位常常是中考学科而不是启蒙学科,中考成了化学教学的主要目标;二是教师学科素养的制约。初中化学教师的教学经历和教学视野长期囿于初中一年的化学教学上,教材中具体形态的知识不断清晰,而学科整体上的学科价值、学科思想方法和学科知识体系却不断模糊。
为此,笔者以为初中化学要回归学科启蒙性这一基本性质,从学科素养的角度出发,从学科本源和学科本质的高度立意,追求有学科品质的教学。以下具体论述初中化学回归学科素养,追求有学科品质的教学实践与思考。
一、 回归学科兴趣——多一点实验和多一些情境
初中化学是化学启蒙学科,兴趣理应是教学长期关注的基本目标,但是不少老师片面地追求进度和所谓的课堂效率,常常对培养学生化学学科兴趣缺乏设计和缺少耐心,使得教学远离了初中化学还是一门新学科的客观事实,化学学科兴趣的缺失成了化学教学中一个突出的问题。
针对当前化学教学的现状,化学学科兴趣培养尤其要注意这样两点:一是重视实验。实验是激发和维持学生化学学习兴趣的重要手段。虽然实验会增加教学成本,如教师准备的经历、课堂教学时间等,也增加了教师课堂组织管理的难度,而且有时候从知识的接受效率上来看,实验比不实验并没有明显的优势,但是实验可以产生很多教育附加值,如感知学科特点,增强学科兴趣,体会学科思想与方法等,更何况这些附加值会反哺学业成绩的提高。二是教学中少一些题多一些情境。现在很多学校实行的学案或导学案中把知识转化为了题目,教学过程演化成了做题、讲题的过程,学生学习变得没有兴趣。课堂作为学生体验学习的主要场所,要多一些情境少一些题,因为情境是指向学生内在的,而题往往是固着在知识上外在指令于学生的。情境可以是实验性的,可以是联系生活生产实际的,可以是科学史料或前沿科技的。的确需要的题尤其是作为教学过程中的题也要尽量设计为问题情境,避免生硬和简单化训练。
二、回归学科之基——凸显学科重要知识、核心概念和基本观念
化学重要知识、核心概念和基本观念是化学学科之基,也是教学中处理化学学科性与社会性的关系以及教学内容上多和少的关系的根本凭据。
1.要知道学科重要知识、核心概念和基本观念的内容范畴
就初中化学而言,氧气性质和实验室制取,碳及其氧化物的性质和二氧化碳实验室制取,铁、铝等金属的化学性质,常见酸碱盐的性质都是重要知识。化学反应、化学性质、分子、原子、离子、元素等是初中化学的核心概念。化学物质的多样性与元素的有限性的观点,物质是由粒子构成的观点,物质是由化学元素组成的观点,物质的结构、性质与用途相互联系的观点,化学变化中物质变化、能量变化与质量守恒的观点,化学与社会可持续发展是相互作用和影响的观点等是初中化学教学中应该形成的基本学科观念。
2.要清楚学科重要知识、核心概念和基本观念产生和发展的过程
这一点特别是对于核心概念和基本观念的教学尤其关键。比如元素概念的教学,如果仅仅局限在“元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称”上,学生一定会感到突然和抽象难懂。其实元素的本义是组成物质的基本成分之意,而“元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称”是化学上对于元素的定义,即化学元素的定义,但它仍然服从于物质基本成分的元素本义。元素概念的教学可以沿着元素本义、化学元素和科学元素观的线索,分三段进行。第一段是导入部分:自古以来,人们一直在探询组成千千万万的物质的基本成分,即元素,在中国古代哲人们就提出了万物是由金、木、水、火、土组成的,即“五行学说“,其实这五行就是五种元素。当然现在看来这是不科学的,到底组成世界的基本元素是什么呢?(从元素的本义引出概念);第二部分是形成概念部分:近代化学家波义耳认为通过化学方法不能再分的成分就是组成物质的基本成分,即元素,这一观点得到了人们的普遍认同。例如水电解中水分成了氢气和氧气,所以水不是元素,而其中的氢原子和氧原子没有分,所以水是由氢元素和氧元素组成的。然后给出元素的化学定义即元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称,并结合事例进行说明;第三部分是确立物质组成和化学变化中科学的元素观念,以深化概念。出示地壳中、海水中、生物细胞中、月球中、来自外星球陨石中元素分布,让学生体会到化学元素是组成宇宙万物的基本成分。通过对具体反应的讨论,明确世界万物虽发生化学变化而元素是不变,从而升华和回归元素的概念。
3.就学科重要知识、核心概念和基本观念进行有效的教学
就目前教学现状来看,学科重要知识的教学进行较好而核心概念和基本观念的教学问题突出,集中反映在把核心概念和基本观念当作静态的知识来教,采用的方式以说教和训练为主,不能上升到建立认识和确立观念的层次上。例如,“物质是由粒子构成的”教学,如果通过简单的现象和科学事实告诉学生物质是由粒子构成的,粒子很小、运动和有间隔,然后进行大量的练习强化,这样的教学就是把“物质是由粒子构成”仅仅作为知识来教学。如果作为观念来教学,那就要让学生能确信物质是由粒子构成的并能用以看待和解释生活中的现象,也就是要持有物质是由粒子构成的基本观点。这样,以上的教学要作较大的改造,即通过生活中一杯水变少等现象引起学生关于物质构成的思考并显现学生已有的看法,随之提供一些典型现象和科学事实让学生假说、解释或获得科学证据,以不断检验和修正原有看法,从而初步形成物质是由粒子构成的观念。可见,核心概念和基本观念的形成是内生性的、建构性的,而不是外部的、强制性的。
核心概念和基本观念的形成往往还需要逐步的、持续的教学过程来加以深化。还是上例,随后“分子、原子、离子、电离”的教学就是在认识广度和深度上对物质是由粒子构成的观念上的丰富,教学时要注意与之前形成的粒子观念相呼应,在阶段性复习时还要进一步总结提升。
三、 回归学科思想方法——观察、比较与分类、假说
观察与实验、比较与分类、假说和模型是重要的化学思想方法。实验的方法前面已经提及,模型法在初中化学中体现不明显,这里就主要说明观察、分类和假说。
1.观察——科学探究的基本功
观察是科学探究的基本功。无论什么版本的初中化学教材,都把观察作为化学启蒙学习的内容,但是在实际教学中教师往往并不重视,不但在教学前期没有明确观察的内容和方法,而且在以后的实验中也不重视训练学生观察,使得学生缺乏观察的能力和耐心,以至实验课上学生常常是动手时热热闹闹而动脑时冷冷清清。化学教学中要通过明确实验目的来引起观察的动机;要通过清晰实验过程来明确观察的内容,观察的程序和观察的手段;要通过良好的教学组织让学生在实验中有充分观察的时间和安静观察的氛围,从而形成观察的良好行为习惯和心理习惯。
2.比较与分类——化学研究和学习的基本逻辑方法
在化学研究中,由观察、实验获得的大量化学方面的感性材料,必须经过比较和分类,才能够进一步进行归纳、分析等逻辑思维与科学抽象,才有可能形成基本概念,提出各种化学假说,发展化学理论。因此,比较和分类是化学研究的基本逻辑方法。比较是区分事物之间的相同点和不同点的逻辑方法。在初中教材中有很多体现,可以在教学上进行很好的实践。如分子与原子的比较,原子与元素的比较,物质组成与构成的比较,碳的几种单质性质的比较,二氧化碳与一氧化碳性质的比较,二氧化碳与氧气实验室制法的比较,几种金属性质的比较,常见的酸、碱、盐性质的比较等等。分类是根据事物之间的共同点和差异点,把研究对象区分为不同种类的逻辑方法。初中化学既在具体内容上体现了分类的方法,如物质变化的分类、物质性质的分类、物质的分类、元素的分类等等,而且在章节编排上也逐步体现了分类研究的思想,如第六单元标题是碳和碳的氧化物,第八单元标题是金属和金属材料,第九单元溶液,第十、十一单元常见的酸碱盐等。
3.假说——科学发展的推动力
科学的本质是探究,而假说赋予探究魅力和促进科学发展。在一定程度上看,化学科学发展过程就是不断假说和检验的过程,假说推动了化学新理论的形成。例如元素周期律发现过程就是一个不断假说和求证的过程:纽兰兹提出的“八音律”——门捷列夫根据相对原子质量排列的第一张元素周期表,同时预言了镓、钪、锗三种未知元素的存在——预言被证实,周期表的假说被人们接受——氩元素的发现修正了元素排列依据(即按原子序数排列),确立了元素周期表的现代形式。
基于假说对于化学学科发展的重要性,在教学中要充分体现假说,让学生深刻体会科学的魅力。其教学方式主要有:其一,渗透式地体现假说。例如,在进行元素周期表教学时,就可以适度介绍元素周期表的发展史,让学生体会到假说的科学魅力;其二,围绕假说开展探究性教学。例如,质量守恒定律的教学,可以放在科学史的背景下,由拉瓦锡从“45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气”的实验提出了化学变化前后物质质量相等的假说切入,把白磷燃烧和铁钉与硫酸铜实验作为验证假说的角度展开教学,从而让整个教学因围绕假说而具有浓厚的探究性和科学人文性;其三,把假说作为一种教学过程,让学生象科学家一样去思考问题,体验科学的本质。例如,物质是由粒子构成的教学中让学生面对生活中的典型现象提出物质构成的一些假说,然后用这种假说再去解释一些现象,从而确立粒子的观念。再如,核外电子排布中“元素的性质与最外层电子数密切相关”的教学,先通过观察稀有气体最外层电子排布,提出稳定结构的假说,接着利用稳定结构的假说推测金属元素和非金属元素的活泼性,随后提供印证推测的客观事实,如氧气化学性质比较活泼,常温下和很多物质发生反应,氟的化学性质比氧气更活泼,在低温和黑暗的情况下也能同很多物质反应,从而把假说变成“元素性质与最外层电子数密切相关”、“结构决定性质”的科学认识。
四、回归学科基本技能的本质内涵——从怎么做到为什么这样做
化学实验基本操作、化学用语书写、化学基本计算是初中化学学科基本技能。这些技能需要一定量的强化训练来掌握,也需要通过内涵理解来体会。
1.有些技能可以进行理解性地教
例如,实验操作中的液体倾倒,可以让学生分析讨论为什么细口瓶的瓶塞要倒放在桌子上,为什么倾倒时瓶口要紧挨着试管口,为什么拿瓶子时标签要正对手心等等操作要求,这样理解性地教既使得教学深刻,而且又便于技能掌握。
2.有些技能要充分彰显其意义内涵,唤起技能学习的动机和领会技能所承载的价值
例如,化学式的书写,可以通过对“为什么用‘H2O’来表示水,而不用‘水’或‘water’”的讨论,来体会化学式是一种形式简洁而内涵丰富的符号,从而加深对化学式的理解和引起书写化学式的内在渴望。再如溶质质量分数的计算教学,先讨论“如何定量说明2g蔗糖完全溶于8g水与5g蔗糖完全溶于20g水哪一杯更甜”,概括出一定量溶剂中比较溶质、一定量溶质中比较溶剂、一定量溶液中比较溶质等基本思路,然后再从一定量溶液中比较溶质这种思路中引出溶质质量分数及计算。这种从技能的意义背景切入让学生体会到技能本质内涵的教学既促进了技能的有效掌握又突出了学科价值。
3.有些技能的教学要从基本原理出发,让学生知其所以然
例如,利用化学方程式进行计算的技能教学,首先并不要急于对列关系式及计算的基本格式进行教学,而是通过“2g氢气和8g氧气生成10g水”的深度辨析,让学生体会到化学方程式中各物质是相互制衡的,即一种物质的质量确定其它物质的质量也就被确定,这就是化学方程式计算的基本原理。体会到这一点,根据已知量列关系式也就不是一个问题。所以,技能教学不能单纯化和单一化,要从其内涵的角度丰富教学内容和提升教学目标,让技能教学变得有效和厚重。
初三化学是化学学科的起点,虽然从学科整体上看内容容量和难度相对较低,但是从学科启蒙的地位上看教学要求很高,而且现实存在的问题也很突出。学科素养是学科启蒙的主要内容,回归学科素养应该成为初中化学教学的主旋律。
参考文献
[1]
教育部《基础教育课程》编辑部组织. 中学新课标资源库:化学卷 [M]. 北京:北京工业大学出版社,2004:6-12
一、义务教育化学课程标准的立意解读
《修订稿》结合十年来课堂教学中存在的主要问题,将《实验稿》中的7条建议整合为4条,突出了重点,增强了建议的针对性。其一,在课程性质的描述上作了修改,着眼整体提高学生科学素养,彰显学科性质,便于教师理解把握。其二,《修订稿》“目标要求”的水平划分、操作性、层次性等问题得到进一步明确,关注到知识的系统性和阶段间衔接,具体界定化学实验技能和实验内容的要求,确定了学生必做的化学实验,重写了“教学情景”素材、增加了11个教学案例;“活动与探究建议”中某些活动任务的设计考虑各地的实验资源,在操作性上得到加强,较好地回应了化学教学实践中的突出问题,提出的实施建议更有针对性。其三,增删了某些知识点,适当调整某些核心知识的学习水平层次等,落实减负精神。
对于我们一线教学实践工作者而言,推进《修订稿》的实施,需要在关注具体变化内容、强化评价改革的同时,更多地发掘《修订稿》变化内容背后的立意。统观变化,《修订稿》在“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”三个方面的立意十分明显。
二、义务教育化学课程标准的教学期待
“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”这三个方面内涵的理解与把握,需要我们作深入的理论与实践研究,才有望把顶层设计思想转变为实践层面的改进。
(一)立足科学素养:需要基于课标的教学
研读《修订稿》,不论是从前言部分的课程性质到课程设计思路的修订,从主体部分的课程目标到课程内容的微调,还是实施建议部分大刀阔斧的重写与不惜笔墨的铺陈,都立足于对科学素养内涵的把握,追求科学素养目标的全面达成。立足科学素养的课堂教学,需要我们一线教师加深对科学素养内涵的理解。在英文中,科学素养(scientific literacy)通常和另一说法“公众理解科学”(public understanding of science)同义。它强调的是一种长期积淀下来的习惯、素养,是一种内在品质,其重点在于对科学的态度,观察和思考问题的科学性以及批判精神,应当是指非专业人员对科学的理解程度,强调方法、观念和态度(Maienschein et al., 1999),而不仅仅指一种短期的实用技能、解决实际问题的具体知识和办法这样的“科学专业素养”。
《修订稿》强调的是立足科学素养,把它落实到义务段化学教学实践中去,笔者以为应强化以下三个教学观念:一是淡化学科界限,提倡学科内及学科间的综合化。二是增强化学教学与社会的联系,贴近学生的生活实际,即化学课程的生活化,在操作策略上提倡创设丰富多样的基于学科观念的教学情景等。三是加强科学与人文的融合,注重科学的人文化,具体通过改变学生的学习方式,如加强化学史、化学哲学与化学社会学对化学学科教学的指导作用,加强基于化学实验的、有助于理解科学本质的科学探究内容和学习方式。因为,立足科学素养意味着要让学生不仅知道知识的应用,而且了解知识“可能产生的影响”;不仅“知道科学技术在生活、生产中的应用”,还理解科学“在社会发展中的应用”,更加关注科学技术与社会的关系。在能力要求方面,更加强调“科学探究过程的一般方法”,分析“科学探究”的内涵,强调收集、整理、分析和运用信息的能力等。强调开展实验研究,在实验过程中提出发展交流、合作,使学科能力要求进一步具体化和结构化。在情意方面,更加强调质疑与创新、谦虚与合作精神等等。
以上分析可见,以“立足科学素养”统摄修改内容的《修订稿》的实施,其实是新一轮初中化学课程改革征程的开始,它再一次要求我们在学习研究《修订稿》的同时,一定要推进基于课程标准的初中化学教学实践。要求我们以“用课标教”来取代“用教材教”和“为考而教”的教学习惯,初中化学教学与评价皆要遵从于标准,确保学生提高科学素养,促进在拓展质量内涵基础上的达标,促进学生自由全面发展。与西方国家的具体实践相比,基于标准的评价、问责方面的研究与实践还未全面展开,有待拓展和深化。要使《修订稿》由文本转为教学实践,教师在教学设计中应该始终基于标准,坚持以提高学生的科学素养为主旨设计教学方案,从制订学期总体的教学方案到每一课时的教学设计,教师必须一以贯之地思考如何落实科学素养的目标,特别要注意挖掘化学知识所蕴含的科学方法以及价值观目标要素,在实践中能结合具体的学习内容将三维目标融为一体。
(二)彰显学科性质:提倡基于观念的教学
关键词:高考化学试题;能力测试;化学学科素养;教学导向功能
文章编号:1005C6629(2016)10C0063C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
2016年国家考试中心化学考试大纲指出,“化学科考试,为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,以能力测试为主导,将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学学科素养”;“化学科命题注重测量自主学习的能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进学生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面发展”[1];考试“既要重视考查考生对中学化学知识的掌握程度,又要注意考查考生进入高等学校继续学习的潜能;既要符合《普通高中化学课程标准(实验)》和《普通高中课程方案(实验)》的要求,符合教育部考试中心考试大纲的要求,符合普通高中课程改革实验的实际情况,又要利用高考命题的导向功能,推动新课程的课堂教学改革”[2]。这些论述是解读 2016年国家考试中心化学高考试题的指导。
2016年高考全国卷的化学试题,较好地体现了高考大纲、考试说明规定的考试要求,具有下列特点。
1 试卷注重难度和区分度的控制
分析2016年三套全国理综测试卷的化学试题的考查内容,可以看到试题的考查内容几乎涵盖了化学课程标准规定学习的所有核心内容,包括化学基础知识、基本技能和化学方法基础。三套全国卷各有13道化学试题,多数试题属于低、中难度题(7道选择题中容易题占4~5道,必做非选择题中容易题约占考分的40%左右)。试卷也命制了少量情景较复杂、难度较大的试题。三套试卷在《物质结构和性质》《有机化学基础》选考题中各有若干考点及考查内容略高于课程标准学习要求(如有关晶胞结构、晶胞参数和晶体密度的分析或计算;利用有机化合物核磁共振氢谱分析有机分子中不同化学环境氢原子种类和数目)。涉及的内容是高中选修模块中某些核心内容的延伸和扩展(这些考试内容在考试说明中都有明确的说明)。
试卷十分注重难度、区分度的控制,试卷体现了对最基础的化学核心内容的理解和掌握程度、学习能力和化学素养的考查要求。这些处理方式有利于控制试卷的难度,提高试卷的区分度,能更好地检测考生化学核心素养的水平,有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生。这与我国高等教育规模不断发展、高校录取率不断提高是相适应的,也有利于发挥高考对高中教学的导向作用。
2016年高考化学试题的考试内容以及难度、区分度的控制说明了高考复习应该从大多数学生的基础和发展要求出发,以最基础的化学核心知识为重点,帮助学生深刻理解、牢固掌握结构化的知识体系,以期能灵活运用。在此基础上,再依据学生所选择的选考模块或兴趣爱好,在复习中安排一定的时间复习考试说明中规定的要求较高的学习内容。平时教学和高考复习,要防止浮躁心态,不要急于进行大难度、高速度的训练而导致基础弱化、能力低下。
2 试题突显在新情景中考查学生自主学习的能力和学科素养的要求
考试说明指出“化学科命题注重测量自主学习的能力”“全面检测考生的化学学科素养”,还进一步说明“对化学学习能力的要求”包括“接受、吸收、整合化学信息的能力;分析问题和解决(解答)化学问题的能力;化学实验与探究能力”[3]。
三套全国卷的化学试题突显了三项化学学习能力的考查要求。试题以考试中心的考试说明规定的内容为载体,以真实的与生产生活实际相联系的化学实际问题为背景,创设考生比较不熟悉或陌生的情景,考查考生能否正确理解和把握问题,从化学视角获取试题的有用信息,并和已学知识融合、重组,解答问题,有效地考查了考生对化学核心知识、基本技能的理解和掌握程度,灵活运用化学核心知识和研究方法分析解答问题的能力。
有些非选择题设置的问题情景较为复杂,各大题的小题中还设置了不同层次要求和难度的问题,能检测考生学习能力达到的水平和化学核心素养的发展水平。
几年来,三道必做非选择题在考试内容范围上各有所侧重,分别从实验和探究能力、化学反应原理的理解运用、物质性质与转化规律知识的学习等三个方面考查考生对化学核心知识、技能和方法的掌握程度。今年,三道题在情景和问题设置上既有分工,又注意把物质性质与转化知识、反应原理与化学规律性知识、化学实验与探究能力三方面内容融合起来,完整地考查了考生能否运用化学基本观念、思想、思维方式和化学方法来分析研究物质及其变化,具体见表1。
侧重考查化学实验和实验探究能力的试题比较全面地考查考生能否运用化学反应有关原理和实验基础知识、基本技能,定性、定量相结合,通过实验探究物质的性质和变化规律。考查考生能否从化学实验现象的观察分析来辨析化学变化的宏观现象及其发生条件,在微观层面上做探析,把宏观的实验现象和化学反应中微观变化的规律联系起来,有效地考查了考生从原子、分子水平上探析物质变化本质的能力。
如甲卷26题的第1题是容易题,着重考查实验基础知识、基本技能的掌握程度和运用能力:(1)氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 )。在此基础上,第2题用新实验情景,从实验现象预测和解释两方面考查实验探究能力:(2)氨气与二氧化氮的反应。将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
又如,乙卷28题:某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol・L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10mL 0.1 mol・L-1 KI溶液,加入6mL 0.1 mol・L-1 FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
试题用学生探究Fe2+、Fe3+的性质实验为情景,考查考生对Fe2+、Fe3+的性质及其相互转化知识的理解和掌握程度。实验情景既有考生熟悉的,也有不熟悉的。要求考生对探究实验中观察到的现象做分析,得出合理的结论并做必要的说明解释。考查内容丰富,有亚铁盐溶液的配制,Fe2+与Fe3+的检验和转化等实验基础知识、技能,也有探究Fe3+与I-反应的可逆性、Fe3+催化双氧水分解的原理、温度对Fe3+水解平衡移动的影响等反应原理的理解应用。试题设置的实验情景和问题,能帮助学生认识要从实验获取说明、解释问题的证据,必须严格控制反应条件。考查要求体现了让考生通过经历对化学物质及其变化进行探究的过程,进一步理解科学探究的意义、学习科学探究的基本方法、提高科学探究的能力;体现了化学实验可以通过严格和定量的化学实验来揭示或证明化合物的组成和性质。
侧重化学反应原理的试题十分注意考查考生能否从化学视角,运用化学基本观念来分析看待化学反应的实际问题。试题的问题情景大多是学生不太熟悉的化工实际生产工艺,用文字、数据、图表和工艺流程给出必要的信息。能有效考查学生依据试题情景、运用已学的知识和已有的经验理解题意,提取解题有用信息,融合重组、分析、解答试题的能力。试题考查内容涉及离子反应、氧化还原反应、可逆反应的化学平衡、反应转化率、反应速率影响因素、反应热、盖斯定律、溶液的酸碱性、pH等等,考查面广。试题各小题的难度控制较好,难度层次拉得开,保证了试题的区分度。
如乙卷27题:丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是
;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡转化率,判断理由是 ;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大
C.副反应增多 D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 ,理由是 。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。
试题要求考生运用已学知识和题示的信息,用反应焓变说明反应在热力学上的趋势大小;依据该反应特征判断提高丙烯腈平衡产率的反应条件、提高丙烯腈反应选择性的关键因素;解释说明丙烯腈产率随温度发生的变化;说明反应物(氨、丙烯)最佳物质的量比,进料气氨、空气、丙烯的理论体积比。解答这些问题,要理解掌握反应热、反应方向、化学平衡原理等核心知识,具备分析、判断影响反应方向、平衡转化率因素的能力。
侧重于考查元素化合物性质、反应和转化的试题,要求考生从物质组成、结构分析和解释物质的性质和反应,预测物质的性质和可能发生的反应,解释物质的转化和实际应用;要求考生能运用物质性质、反应知识印证化学原理知识,并运用化学原理、反应规律知识解释或预测物质的性质、反应、转化及其必要条件。
如丙卷28题:以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
有机化学选考试题要求考生能依据试题信息,分析某种陌生的有机化合物的合成路线,分析有机物碳原子数、碳骨架、官能团等的变化,确定合成中间产物的结构、指定反应的反应类型、书写反应方程式;推测某种中间产物或生成物的同分异构体种类或结构特点。据此考查考生对有机化学核心知识的掌握和运用能力,测量考生有机化学方面的学习能力、逻辑推理能力和综合能力。
例如,甲卷38题(试题略)利用以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的合成路线与反应为背景,创设问题情景,考查考生对糖类组成、属类、性质的了解程度,解读合成路线中有关反应和中间产物信息的能力、迁移应用有关知识和信息设计一种新物质的合成路线的能力。通过分析确定有机化合物结构、判断同分异构体种类的问题来考查考生的分析、推理能力和思维的统摄性、条理性和敏捷性。该题第5小题的前一个半题(“具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2,W共有 种”)的解答,需要考生从题设信息,判断化合物W的苯环上的两个取代基都是羧基官能团,两个取代基总共含有4个碳原子、6个氢原子、4个氧原子,因此两个取代基只能是下列4种组合:-CH2COOH、-CH2COOH,-COOH、-CH2CH2COOH,-COOH、-CH(CH3)COOH,-CH3、-CH(COOH)2。结合两个取代基在苯环上的可能位置(对位、邻位、间位共3种)。断定共有4×3= 12(种)同分异构体。乙卷题38,以某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线为背景,考查考生利用物质组成分析计算方法、核磁共振氢谱分析方法,利用化学反应来确定有机化合物组成结构的能力,以及运用消去、取代(卤代)、水解、氧化、酯化反应的原理和试题提示的新的有机反应信息,对完全陌生的有机合成路线进行解读的能力。这道有机试题,比较全面地考查了考生对有机化学核心知识的理解、迁移和综合应用能力。
结构选考题,在考查物质结构和性质的核心基础知识的基础上,侧重考查考生对模型化学习研究方法的了解、空间想象能力、跨学科知识的把握和运用能力。
化学信息能力、分析问题和解决(解答)化学问题的能力、化学实验与探究能力,离不开思维能力。2016年全国卷突出了考生思维能力、思维品质的考查。一些考题的正确解答,需要较强的逻辑推理、判断能力和评价能力,有良好的思维品质,能运用有关的原理、规律,通过分析推理,对问题作出有理有据的评判。
例如甲卷选择题第13题:短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol・L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图(图略)所示。下列说法正确的是
A.原子半径的大小W
B.元素的非金属性Z>X>Y
C. Y的氢化物常温常压下为液态
D. X的最高价氧化物的水化物为强酸
试题为考生提供了6种物质的转化关系图和必要的补充说明。提供的信息涉及4种短周期元素以及它们形成的3种二元化合物、1种单质、2种溶液、1种混合物,还有它们之间发生的两种化学反应。要求考生据此判断论述这些元素及其化合物性质的4个选项正确与否。题干和4个选项信息量大、头绪多、关系繁复。需要考生有较强的逻辑思维能力,能熟练利用元素周期表和元素周期律的知识、常见元素化合物的知识做分析判断。如果考生分析推理和综合能力不强,缺乏思维统摄性与严密性,将难以快捷、顺利地解答。
又如,上述乙卷27题第2小题,要求考生从给出的丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,判断说明(1)低于460℃时丙烯腈的产率是否对应此温度下的平衡转化率,并说明理由;(2)从题设的4个选项中,判断哪些选项能正确说明“高于460℃时,丙烯腈产率降低的原因”。解答题(1),要从试题给出的生成丙烯腈的热化学方程式判断该反应是放热反应,平衡转化率会随温度升高而降低,但图示的信息与此相反,由此做出否定的判断和说明。解答题(2),要依据有关反应活化能的概念、温度对平衡常数的影响等知识,运用逆向思维,推断出论述错误的选项,判定正确的选项。
3 试题重视化学学科独特的语言系统的解读和运用能力的考查
运用化学学科独特的语言(包括化学术语、化学符号、化学用语、物质组成结构模型以及图表,下文姑且用“化学语言系统”表示之)来表述、说明、传递化学信息和问题,是化学学科的重要特征,是必备的化学学科素养。分析问题和解决(解答)化学问题的能力、化学实验与探究能力,无不需要有正确解读和运用化学语言系统表述化学信息的能力。
2016年全国卷化学试题和历年的化学试题一样十分重视考查考生化学语言解读和运用能力。2016年的试题运用化学语言描述问题情景、要求运用化学语言简洁地表述答案或对答案解释说明理由或依据的要求更多。不少试题用化学术语、化学用语简洁地描述化学情景或化学问题。考生要“审”好题,正确理解题意,必须正确解读这些化学术语或化学用语。例如,丙卷28题,在题设情景(从废钒催化剂中回收V2O5的工艺路线)说明中使用了学生不熟悉的工艺过程术语(如脱硝、脱硫、酸浸、离子交换、洗脱),还用到学生不太熟悉的数据表达方式[如-lg(Pc/Pa)],考生必须运用已有知识,结合工艺流程理解它们的含义才能解答。甲卷27题中用“Cr3+与Al3+的化学性质相似”的语句,提示学生运用类比方法,对照铝盐和强碱溶液的反应来分析Cr2(SO4)3和NaOH溶液的作用。若不能完整理解“Cr3+与Al3+的化学性质相似”的内涵、外延,就难以捕捉住“Cr(OH)3也具有两性”的信息,联系题设信息回答Cr2(SO4)3和过量NaOH溶液反应的现象。
今年全国卷中要求用化学式、电子式、结构式、电子排布式、化学方程式、离子方程式等化学符号、化学用语,用数学计算式回答的答案,在甲卷中就有20处。乙卷试题中,要求用化学术语说明“理由”“原因”的有12处。丙卷的答案中,要求用化学式、化学方程式(或离子方程式)、结构式、电子排布式、数学表达式表示的,要求运用化学术语简答的有近30处。
正确解读并能规范运用化学术语,不单纯是文字、符号的运用技能,并非简单地通过多读、多写,由训练就能获得。正确理解和掌握各个化学术语、化学用语所表达的化学概念的内涵、外延,认识各个化学术语、化学用语的使用范畴,是形成和提高化学术语、化学用语的运用能力的必不可少的前提。不能仅仅把它视之为表达的技巧,企盼不用深刻理解,靠大量练习就能“熟能生巧”。在平时教学中,要把化学术语、化学符号或化学用语作为学习化学的工具,融入相关概念、原理和元素化合物的教学中,在学习和运用过程中理解、掌握化学术语、化学符号或化学用语的内涵、外延,提高运用能力。
以高中课程标准、高考大纲和考试说明为指导,分析高考题对于正确解读高考试题的要求,正确认识高考命题的导向功能,推动新课程的课堂教学改革是高中平时教学和高考复习备考的重要工作,也是推动新课程的课堂教学改革的重要工作,值得一线教师花力气、下功夫。
参考文献:
关键词:小学数学;核心素养;解决问题;教学实践
所谓数学核心素养,是在新的数学教学要求上形成的新的数学教学理念,旨在对学生的教学培养方面要体现出整体性、基础性以及前瞻性。在教育部出台的深化教育改革文件中,对核心素养这一关键问题提出了新的要求。尤其是数学,数学学科对于学生的全面发展具有重要的培养意义,要打造数学教学的核心素养,加强核心素养在数学教学的各个阶段的体现。核心素养是什么,核心素养的结构体系如何,核心素养在数学教学中应当怎样具体落实,以上便是本文需要解决的三个问题。
一、体现教育本质诉求
小学数学是义务教学阶段重要的发展性科目,是促进学生全面发展的基础性科目和拓展性科目。在素质教育日益被重视的当代教育中,将核心素养体现在小学数学教学中,不仅能够促进学生解决问题能力、个性发展以及数学思维能力,更是体现了现代教育的本质要求。在新课标中明确指出数学教学应当适应于学生的发展需要,因材施教。好的数学教育不仅要传授给学生数学基础知识,比如数学的相关概念、解题技巧、计算公式等,更要引导学生形成良好的数学思想,提升学生解决实际问题的能力,全面掌握数学思想和数学方法。而数学核心思想的培养重视正好体现了新课程标准对数学教学的多层次要求。因此而言,强化学生核心素养培养,是现代数学教学中的重要教学方式,是促进学生全面发展的必然途径。
二、以联系的观点整体把握数学核心素养
关于核心素养,我国著名的数学特级教师曹培英对此有明确的解释。他将此分为两个方面的层次,即数学整体视角以及关联数学内容,和六个具体的核心,分别是推理能力、抽象观念、模型构建能力、空间观念、数据分析观念以及基本的运算能力。
(一)立足数学整体视角
从数学这门学科的整体角度去把握数学的核心素养,首先要了解数学的本质和数学学科在教育人这一块的意义。能够满足数学本质及价值的基本核心素养使数学当中的推理能力、抽象能力以及模型的构建能力。数学的推理能力是解决数学问题的思维过程,在两个命题判断中进行进阶性的转化,推理过程需要应用到数学知识中的诸多定理、命题以及运算公式,很大程度上促进了数学的严谨性;数学的抽象能力,主要是与现实世界的对立,在数学学科中,能够将数学某些具体联系转化为抽象的概念,以概念形式把握数学方面的知识;数学模型的构建能力,在问题的解决方面主要是针对一些与图形和数字有关的问题,通过构建基本数学模型,使问题变得更为清晰和明确,从而更好地解决现实中的真实问题。以上数学中的三大能力是基本的数学核心素养,在数学教学中,能够体现数学科学的严谨性、抽象性以及应用性。在数学整体学科视角上,这三个基本核心素养在数学中又继续表现为数学交流、数学思维以及问题解决。
(二)关联数学内容
这是数学核心内容的第二个层次。在这个层次中,主要体现出来的核心素养比上一层次更为复杂,如空间观念、几何直观以及数据分析、运算能力等等。而这些数学核心素养,其实与数学是分不开联系的。在小学数学中,以上核心素养明确表现课本内容中的认识图形、概率问题、数学基本运算问题。小学生阶段,需要注重掌握的核心素养是运算能力,这是解决一切问题的基础,也是培养学生数学思维能力的基础。在此基础上,小学学生能够逐渐试着将数和形进行结合,树立数形结合的数学核心思想。除此之外,小学数学学科中所体现出来的核心思想还有创新思想,创新思想也可以说是所有学科皆有的核心思想。所以说,数学核心思想与数学教学内容是相互联系互为表里的关系,掌握数学核心思想,要对数学教材进行深刻的研读。
三、注重教学实践的具体落实
数学核心思想在小学阶段的培养,还需要教师将此不断进行实践应用。要以小学的理解能力为基础,进行教学实践的路径探索。
(一)深入解读教材,挖掘教材中的核心素养
以解决问题为例,小学数学核心素养的养成与教材是离不开的。教材当中的问题和知识是数学教学的精华部分。数学教材中的每一个公式、每一个概念、每一道例题,都需要进行具体的分析和把握。于此同时,对于教材的解读还应该不断挖掘其中的核心素养,根据教学内容实质,明确教材中的核心素养,并在教学过程中得以落实。比如在解决平行四边形的面积计算问题时。首先要对其面积计算公司有一个熟悉的了解,能够准确地应用计算公式,并且相应地,能够将该问题当做解决生活中实际问题的模板。在解决这个问题当中,存在诸多的数学核心素养,如推理、空间观念以及数学模型构建能力等等。不管怎样,多参与数学问题的解决实践,是一种经验的积累,也是一种数学思想意识能力的提升。
(二)在知识和技能形成过程中融入数学核心素养
小学是数学学习的基本解决,重在形成小学生的数学知识,促进小学数学的发展应用。这个过程中,也要进行数学核心思想的融入。通过数学核心思想的各个方面,使学生获得良好的数学思想和解决数学问题的方法,逐渐建立起完整的知识结构,举一反三。比如在小学数学教学中,讲到乘法这一章,出现许多乘法运算方面的问题,那么课堂上可以不单单限制于引导学生运用公式运算,可以为学生创设一个问题的情境,在情境中,引导学生的抽象问题具体化意识,增强学生的符号化思想,促进学生模型构建与现实问题的紧密联系感。
(三)在解决问题过程中体现数学核心素养
在小学数学学习的整个过程中,都离不开数学核心素养的培养,特别是在解决一般数学问题时,都需要运用数学核心素养从多方面去分析解决数学问题。并在解决问题的过程中,具体体现数学核心思想。比如在学习小数的乘除时,可以给学生创造一些与实际生活紧密联系的题目,如自来水的收费问题等等。
(四)核心素养的培养重在坚持
任何一种素养的培养都要形成习惯才能体现其真正的意义。要想形成习惯,坚持应用是极为必要的。数学核心素养的养成,不是一朝一夕就能完成的,这是一个不断积累历练的过程。因此,教师可以在每一节课中,强调数学核心思想的应用,并在数学问题具体解决过程中,融入数学核心思想。除此之外,在课堂以外,也不能放松数学核心思想的培养,可以适当引导学生进行数学的实践,鼓励学生参与数学实践活动,让学生将理念和概念应用于现实,积累实践经验,并意识到自身的不足之处,坚持不懈,落实核心素养的实践培养。
结束语:总而言之,数学核心素养的养成,首先要掌握数学核心素养的基本内涵和价值,在解决问题实际中不断体现和融入数学核心思想,并坚持不懈,促进数学核心素养培养的落实,最终养成良好的数学核心素养。
参考文献:
[1]陈六一,张浩.可见的小学数学核心素养――以“埃及分数”教学为例[J].中小学教师培训,2016,08:64-66.